САМОЗАЧИЩАЮЩИЙ БОЛТ Российский патент 2004 года по МПК F16B25/00 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к резьбовым крепежным элементам, и может быть использовано на сборке при завинчивании болта в гайку.

Известен болт с зачищающим наконечником, включающий головку с примыкающей к ней шайбой, резьбовой стержень с зачищающей выемкой и наконечником на конце, при этом наконечник имеет углубление, выполненное эксцентрично оси резьбового стержня (США, п.5419667, кл. F 16 B 25/00, 1995).

Известный болт имеет следующие недостатки.

1. Наличие всего одной зачищающей выемки такой формы и размеров, как в известной конструкции болта, не гарантирует сборку резьбовых соединений без заклинивания.

2. Формирование выемки и эксцентричного конуса на конце заготовки весьма затруднительно, особенно при изготовлении болта из высокопрочного материала.

3. Штамповочный инструмент имеет сложную конструкцию и низкую стойкость.

За прототип заявляемого изобретения взята конструкция самозачищающего болта, содержащего головку и стержень, выполненный с гладкой цилиндрической поверхностью, резьбовой частью, выполненной с двумя зачищающими выемками под углом относительно друг друга около 180^o в плоскости поперечного разреза, и направляющим пояском (США, п.5499895, кл. F 16 B 25/00, 1996).

Данный болт имеет следующие недостатки.

1. Отсутствие заходного угла по высоте профиля резьбы приводит к повышенному крутящему моменту и заклиниванию резьбового соединения, особенно при наличии в резьбовом отверстии помех в виде засохшей краски, стружки или инородных материалов от сварного соединения.

2. Формирование выемки при высадке заготовки весьма затруднительно, особенно при изготовлении высокопрочного крепежа.

3. Штамповочный инструмент имеет сложную конструкцию и низкую стойкость.

Заявляемое изобретение решает задачу повышения качества сборки за счет снижения вероятности заклинивания при ввинчивании болта в резьбовое отверстие путем улучшения очистки резьбы от инородных материалов и уменьшения момента ввинчивания в начальный и последующий момент при сборке.

Указанная задача решена тем, что у самозачищающего болта, содержащего головку и стержень, выполненный с гладкой цилиндрической поверхностью, резьбовой частью, выполненной с двумя зачищающими выемками под углом относительно друг друга 180^o в плоскости поперечного разреза, и направляющим пояском, согласно изобретению зачищающие выемки имеют плоское дно, режущие части и длину, равную 3÷4 шага резьбы резьбовой части, а расстояние между выемками составляет 0,9÷1,0 минимального внутреннего диаметра резьбы стержня болта; диаметр направляющего пояска равен 0,9÷0,95 расстояния между выемками, при этом болт имеет переходный участок с углом конуса 20÷30^o, имитирующий заборный конус резьбообразующего инструмента, а угол режущей части, имитирующий передний угол режущей части резьбообразующего инструмента, составляет 10÷25^o.

Головка самозачищающего болта выполнена с внутренним фасонным профилем, представляющим собой попеременно чередующиеся выступы и впадины.

Благодаря настоящему изобретению создана возможность высокого качества сборки. Оптимально выбранные размеры выемок в совокупности с плоской формой основания образуют большой объем для заполнения его инородными материалами, скапливающимися в резьбовом отверстии гайки. При этом неполный профиль резьбы на длине зачищающих выемок и их плоское основание обеспечивают высокую режущую способность резьбовой кромки.

Плавный переход от направляющего пояска к резьбовому участку обеспечивает низкое значение момента ввинчивания в начальный момент сборки и гарантирует равномерное распределение инородных веществ, например краски, по длине выемки. Свободное размещение краски в выемках исключает возможность ее собираемости в одном месте и создание помехи при свинчиваемости.

Данная форма головки также способствует облегчению сборки резьбового соединения.

Штамповочный инструмент для изготовления предлагаемого болта имеет простую конструкцию и высокую стойкость, что особенно важно при формировании выемки на заготовки из высокопрочной стали.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором на фиг.1 изображен общий вид болта; на фиг. 2 - вид А; на фиг.3 - разрез по Б-Б; на фиг.4 - переходный участок от направляющего пояска к резьбовому участку.

Самозачищающий болт состоит из головки 1, стержня 2 с гладким цилиндрическим направляющим пояском 3 диаметром d. Форма головки 1 может быть любой, обеспечивающей зацепление с монтажным инструментом, передающим при затягивании болта крутящий момент. На примере показана головка с внутренним фасонным профилем, представляющим собой попеременно чередующиеся выступы 4 и впадины 5, обеспечивающим передачу высокого крутящего момента.

Стержень 2 имеет цилиндрический подголовок 6, гладкую часть 7 и резьбовую часть 8, заканчивающуюся коническим переходным участком от гладкого цилиндрического направляющего пояска 3 к резьбовой части с углом конуса α = 20÷30^°. При этом переходный участок играет роль заборного конуса, как и у резьбообразующего инструмента, например метчика. На резьбовой части 8 выполнены две зачищающие выемки 9 и 10, которые протягиваются от конца цилиндрического пояска вдоль резьбовой части и имеют длину L=(3÷4)p, где p - шаг резьбы. Выемки имеют плоское дно, параллельны друг другу и расположены на противоположных сторонах под углом относительно друг друга около 180^o в плоскости поперечного разреза. Выполнены они с одинаковой глубиной, а расстояние между ними В= (0,9-1,0)d₁, где d₁ - минимальный внутренний диаметр резьбы стержня болта. Угол режущей части, имитирующий передний угол режущей части резьбообразующего инструмента, составляет угол 10÷25^o.

Диаметр гладкого цилиндрического направляющего пояска d=(0,9÷0,95)В.

При вворачивании болта в резьбовое отверстие каждый виток резьбы срезает слой краски определенной толщины, обеспечивая равномерное заполнение краски в выемках и низкое значение момента ввинчивания в начальный момент заворачивания болта.

Использование данного самозачищающего болта позволит значительно повысить производительность на автоматической сборке, исключив операцию метчикования - зачищения резьбового отверстия перед заворачиванием болта.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к резьбовым крепежным элементам, и может быть использовано на сборке при завинчивании болта в гайку. Самозачищающий болт состоит из головки 1, стержня 2. Стержень 2 имеет цилиндрический подголовок 6, гладкую часть 7 и резьбовую часть 8, заканчивающуюся коническим переходным участком от гладкого цилиндрического направляющего пояска 3 к резьбовой части с углом конуса α = 20÷30^°. На резьбовой части 8 выполнены две зачищающие выемки с длиной, равной 3÷4 шага резьбы. Выемки выполнены с одинаковой глубиной, имеют плоское дно, параллельны друг другу и расположены на противоположных сторонах на расстоянии друг от друга, равном 0,9÷1,0 минимального внутреннего диаметра резьбы стержня болта. Угол режущей части, имитирующей передний угол режущей части резьбообразующего инструмента, составляет угол 10÷25^o. Диаметр гладкого цилиндрического направляющего пояска равен 0,9÷0,95 расстояния между выемками. Технический результат заключается в повышении качества сборки, снижении вероятности заклинивания при ввинчивании болта в резьбовое отверстие, улучшении отчистки резьбы от инородных материалов и уменьшении момента ввинчивания в начальный и последующий момент при сборке. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Самозачищающий болт, содержащий головку и стержень, выполненный с гладкой цилиндрической поверхностью, резьбовой частью, выполненной с двумя зачищающими выемками под углом относительно друг друга 180° в плоскости поперечного разреза, и направляющим пояском, отличающийся тем, что зачищающие выемки имеют плоское дно, режущие части и длину, равную 3÷4 шага резьбы резьбовой части, расстояние между выемками составляет 0,9÷1,0 минимального внутреннего диаметра резьбы стержня болта, диаметр направляющего пояска равен 0,9÷0,95 расстояния между выемками, при этом болт имеет переходный участок с углом конуса 20÷30°, имитирующий заборный конус резьбообразующего инструмента, а угол режущей части, имитирующий передний угол режущей части резьбооразующего инструмента, составляет 10÷25°.2. Самозачищающий болт по п.1, отличающийся тем, что упомянутая головка выполнена с внутренним фасонным профилем, представляющим собой попеременно чередующиеся выступы и впадины.